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统计和概率在国家高中课程与IBDP的内容差异比较

发布时间: 2022-10-30 13:50:05 来源:网友投稿

现今社会进入大数据时代,网络计算机技术对数据的处理和分析带来了新的变革。即使有先进的技术支持,对数据处理和分析能力仍然是未来公民所需要具备的基本能力之一。因此统计和概率的基础内容在各个国家的数学学科课程设置中都作为高中学生数学素质的重要部分。

一、旧数学(HL)简介

IBDP,即International Baccalaureate Diploma Programme(以下简称IB),是国际文凭组织在综合各国课程优势的基础上,为具有较强学习动机的16-19岁学生设计的课程。作为六个学科组之一的数学又按照难度分为四个层次:数学学习(mathematical studies),标准水平(standard level),高水平(high level),和深度数学(further mathematics),其中本文仅以更多中国学生会选择的高水平(high level)课程与国家高中数学课程作分析比较。IB数学(HL)主要由六大类核心课程一代数、函数和方程、三角函数和三角学、向量、概率统计和微积分以及四门选修课程(option)一统计和概率、集合,关系与群论、微积分及离散数学组成,四门选修课程中要求学生四选一进行学习,较多中国学生会选择统计和概率或微积分。

二、两者在统计和概率部分学时的比较

两套课程在其大纲上都有明确各个部分的学时建议,以下对概率统计部分在两个课程的学时安排上进行对比:

由此可见,概率统计在IB数学必修部分占比略高,但差距并不明显。但在选修部分,因国家高中数学课程的选修部分涵盖的范围比较广,而IB数学选修仅针对某一个专题纵深展开,所以概率统计在国家高中数学选修部分相对占比较少,从而整体上,统计和概率在IB数学中明显占有更大的比重。

三、两者在统计和概率部分内容的比较

国家高中数学课程中的概率统计在必修课程中不要求对数据处理做作细致的概率论分析,而是着重随机意识和统计观念的形成,在选修部分,才把重点放到概率论上来。而IB课程则注重“问题驱动”和建立模型方式引出原理,按照学生的认知规律编排内容,以帮助学生更好理解相关的抽象概念。

两套课程体系统计和概率部分知识点具体对比如下表:

经过上表的对比,从两个课程的知识点内容覆盖面来看,IB数学在统计和概率必修部分相比较而言覆盖面更广,涉及到的知识点更多。IB数学选修Topic7统计和概率还包含了几何分布、负二项分布、中心极限定理、正态总体均值的置信区间等内容,在内容设置上更加倾向于与大学课程的衔接,更加丰富,更加灵活。

四、从两者在统计和概率部分内容上差异性引起的教学思考

1.改进教学方式,重视思想方法。

据了解,直至2003年统计和概率才开始真正进入我国高中数学教材,相较于数与代数、空间与几何这两大数学领域来说,统计和概率进入国家普通高中数学课程时间较晚。而在此之前,我们已经形成“形式演绎”展开的教学方式,习惯于定义例题练习的讲授套路,然而概率统计是实际应用性很强的知识领域,尤其是作为应用科学的统计学,不需要学生死背定义,更不能抽去统计思想的内核,把数据处理变成凑数字的“算术”。在概率统计的教学上,我们应该大胆转变思维方式和认知方式,从注重理论教学,强调数学结论转变为运用启发式教学法,鼓励学生主动思考,主动实践,在教学中重视概率统计思想和方法的运用。

2.探究知识点之间的联系,重视实践应用。

IB的课程理念中,非常重视知识点与现实世界的转化和跨学科知识點的结合,其中IB数学指引中就明确指出要求“学生应发展洞察出数学知识中的内在结构,建立起不同章节知识点的联系。”很多知识点之间并非完全独立,概率论是统计推断的基础,而统计推断则根据观测的数据,反向思考其数据生成过程。在教学中,教师应多引导学生积极思考和比较其中的关系,渗透到其它数学知识领域中,鼓励学生大胆的用所学的知识处理现实世界繁杂的实际问题。通过对比和联系,不仅能深入巩固理解知识点,更能促进所学知识点的灵活应用。

3.加强现代信息技术与教学的整合,提高处理数据的能力。

统计和概率问题的深入学习总是以大量数据为依托,来进行实际问题处理,在这过程中常常需要现代信息技术为辅助,例如计算机软件和图形计算器。近年国内数学教材中也出现了关于现代信息技术使用的内容,但实际教学中,却因为客观条件不具备而常被略过。作为教学指挥棒的高考不允许在考试中使用计算器,也造成现代信息技术在概率统计教学中不被重视。然而计算条件的制约对于需要处理大量数据的统计和概率领域的深入探究无疑是一大障碍。反观IB数学不仅在统计和概率章节里,大量出现需要使用计算机软件和图形计算器的探究例题和课后练习,在最终外部考核(External Assessment)占30%分数的paper2中,也明确要求使用图形计算器解题。在教学实践中合理的使用现代信息技术可以促进和提升学生在概率统计部分的探究水平,更能帮助学生有效的运用所学知识分析处理数据。我们也应适应时代需求,尽量创造条件鼓励学生使用现代信息技术处理实际问题。

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